外媒曝光！英國《簡史防務》公布中國095型核潛艇衛星照，泵噴推進系統實錘了！

　　就在過年之前，英國《簡氏防務》公布的東方大國某新一代攻擊型核潛艇的衛星照片，都快在網上刷屏了。

　　這都過去十來天時間了，相信大家該看到的也都看到了。我們今天來討論的是一個純技術類問題，那就是作為核潛艇的推進裝置，新一代泵噴推進系統相比螺旋槳推進系統，走過了怎樣的發展路線？又具備哪些技術優勢？使用泵噴推進系統體現了該核潛艇怎樣的技術考量呢？

　　
潛艇推進系統的發展

　　我們都知道，潛艇這種水下戰兵器在剛出現時，使用的都是三葉側斜式螺旋槳。但很快，靜音性能的要求，就迫使潛艇進一步改進其螺旋槳——三葉側斜式螺旋槳的空泡噪音實在是太大了，加之潛艇的機械噪音和水動力噪音，如同水下開火車。

　　為此，潛艇的螺旋槳推進系統，本著降低空泡噪音的目標開始改進，首先從三葉側斜式螺旋槳改進為五葉側斜式槳，提高推進效率、降低了空泡噪音。爾后，又從三葉側斜式螺旋槳改進為七葉大側斜式螺旋槳。此時的潛艇螺旋槳發出的空泡噪音，相比三葉側斜式螺旋槳，已經降低了六成左右，技術進步顯著。

　　但是，潛艇螺旋槳在發展到七葉大側斜式螺旋槳后，已經發展到了技術極限，螺旋槳葉片數量進一步增加的話，槳葉和槳葉之間本身就會產生干擾，推進效率反而有所降低。因此，如果要進一步提升潛艇的靜音性能、降低空泡噪音，就需要另辟蹊徑。

　　此外，螺旋槳推進的潛艇在某些特殊工況下，比如淺海活動時，往往會面臨著復雜海底地形地物的影響。比如漁網等等，一旦螺旋槳纏住漁網，則極大影響推進，這也成為了螺旋槳推進潛艇面臨的技術問題。

　　因此，自上世紀70年代開始，各擁有核潛艇的主要軍事強國不約而同地開始了下一代潛艇推進裝置的研發。蘇聯首先拿出的是自己的方案，將單七葉大側斜式螺旋槳更改為雙螺旋槳設計，如941型彈道導彈核潛艇、949型巡航導彈核潛艇都采用了這一設計。其主要目的是將單螺旋槳的推進功率分散，延遲空泡噪聲出現的時間，提高潛艇的靜音航速。

　　蘇聯的雙螺旋槳設計

　　而美英兩國選擇的技術路線則是泵噴推進設計，相比傳統的螺旋槳推進方式，可謂另辟蹊徑達成靜音目標。泵噴的動力傳動部分和螺旋槳相同，核動力潛艇的核反應堆二回路引入汽輪機，汽輪機帶動減速齒輪機組將動力傳至傳動軸，或者汽輪機帶動發電機再帶動傳動軸。

　　但在傳動軸尾端，連接的就不是螺旋槳而是泵噴了——泵噴的基本結構分為三個部分，外部包絡的是環狀的涵道，內部連接傳動軸的則是整流罩，泵噴系統的真正推進部件則是涵道內部、整流罩上的推進轉子（Rotor）和定子（Stator）。

　　其中，定子固定起整流作用，轉子則和涵道內壁緊密貼合，動力通過軸系傳遞到轉子上，帶動轉子在涵道內部旋轉以產生推進力，與螺旋槳推進類似。但是，在具體的轉子和定子設計上，位置選擇上，依然是需要經過復雜計算和技術取舍的。

　　比如轉子和定子的位置，就有轉子在前還是定子在前的選擇。一般來講，定子在泵噴前方時，來流進入螺旋槳之前，先經過整流，進入轉子之后，流場均勻，極其有利于降低螺旋槳噪音。而如果定子在轉子后方，則定子可以回收20%左右的轉子能量，有利于提高泵噴的推進效率，提高潛航器航速。

　　因此，具體是轉子在前，還是定子在前，主要看設計選擇。比如目前使用泵噴的先進魚雷，普遍使用的都是轉子在前的設計，以利于定子回收能量提高魚雷航速。而在核潛艇上，出于提高靜音性能的考量，一般使用的是轉子在后的設計。

　　但毋庸置疑的是，無論是前置轉子還是后置轉子，泵噴推進系統對潛艇的降噪效果都遠遠好于七葉大側斜式螺旋槳。我們前面說潛艇的噪音包括推進系統本身機械運轉造成的低頻噪音，螺旋槳隨著轉速提高產生的空泡噪音等。

　　
泵噴系統的技術優勢

　　從降噪的角度來講，泵噴由于其外圍軸對稱涵道的存在，首先對螺旋槳機械運轉的機械噪音就有一定的遮蔽效果，更重要的是泵噴對于空泡噪音的降低效果極好。

　　由于泵噴可以降低葉片壓力，螺旋槳空化的航速被大大延后，空泡噪音出現的時間也被延遲，相應的提高了潛艇靜音航速的區間。尤其是潛艇的靜音航速區間，對于潛艇的水下機動性極其重要。泵噴的靜音航速普遍比七葉大側斜式螺旋槳的靜音航速高6到8節，對于潛艇來說，這么巨大的航速優勢可以形成絕對的戰術優勢。

　　此外，泵噴還有一些附加的收益，比如其外部涵道包絡轉子，可以遮擋一些外來物纏繞轉子——如漁網之類的東西，這對于潛艇在近海區域活動十分有利。再比如泵噴尾流相對于螺旋槳，特征更不明顯，無論對于反潛還是反尾流自導魚雷，降低的尾流特征都比較有利。當然，總體來講，泵噴最大的優勢，依然是它極高的靜音航速性能。

　　當然，泵噴推進系統也是存在一定的劣勢的。除了相比螺旋槳推進系統重量大、結構復雜，對軸系設計和潤滑要求高，最大的劣勢就是推進效率其實是不如螺旋槳推進系統的。因此，泵噴推進的潛艇，對動力系統的熱功率和軸功率的要求，是要比螺旋槳推進的潛艇要高的。

　　畢竟推進效率在那擺著，功率相同的情況下，推進效率越高的潛艇則航速曲線就越好，最大速度相應的也存在一定的優勢。因此，要在潛艇上使用泵噴推進系統，不僅僅是一個泵噴的技術問題，而是需要考慮到整個艇上動力系統的設計。在動力系統相對不足的情況下，使用泵噴也是需要取舍的。

　　如果動力不足還要上泵噴的話，那么就需要考慮該型潛艇是否不強調高速性能，僅強調在核反應堆特定工況之下的靜音航速，典型如英國核潛艇。

　　
各國在推進系統上的選擇

　　那么，從目前各主要軍事強國（尤其是我們）的核潛艇推進系統選擇上，大家都是如何做的選擇題呢？

　　目前，美國和英國幾乎全部都選擇了泵噴。美國在核潛艇上技術積淀最強，無論是艇體、動力、水聲、雷彈都相當強。同時對核潛艇的作戰海域涵蓋了從近海（特種作戰滲透和堡壘海區獵殺蘇軍彈道導彈核潛艇）到遠海（GIUK線反潛），自然對潛艇的靜音航速要求極高，選擇泵噴并不意外。

　　而英國和法國，雖然在核潛艇的動力系統上稍弱，但是對核潛艇的極速要求也不高。尤其是法國考慮到在地中海作戰，核潛艇的最高速度并不是硬指標。因此，在經過權衡利弊之后，也都在新一代核潛艇上選擇了泵噴作為其推進系統。

　　比較奇特的是俄羅斯，俄羅斯在其新一代核潛艇上選擇了兩套不同的推進系統。作為彈道導彈核潛艇的955M型使用泵噴，但作為攻擊型核潛艇的885M，根據公布出來的照片依然是七葉大側斜螺旋槳。甚至預定作為885M經濟適用替代型號公布的545項目，使用的還是七葉大側斜螺旋槳。

　　這種設計取舍讓人生疑，不清楚是俄羅斯認為自己的泵噴技術不成熟，還是885M等兩款攻擊型核潛艇，更強調在動力系統軸功率有限的情況下的高航速性能。但考慮到蘇聯核潛艇對高航速的熱衷，俄羅斯攻擊型核潛艇棄泵噴而重新選擇七葉大側斜式螺旋槳倒也可以理解。

　　至于我們，考慮到我們面臨的島嶼形勢和反潛戰壓力，大伊萬的觀點，我們的核潛艇對于靜音性能的要求是比較高的。對于高速性能的要求當然也有，但是需要排在靜音性能的后面。

　　不過雖然這么說，首先考慮到美軍774型攻擊型核潛艇的極速在28節左右，我們比較新的攻擊型核潛艇即使使用泵噴，也可以確保其極速和774型相當。如果考慮到美軍的弗吉尼亞BlockV還拉長了艇體，極速還有所下降，估計我們還有些速度優勢。

　　至于我們對標海狼的新一代攻擊型核潛艇，那個艇體直徑就意味著其自然循環效率較高，反應堆體積小不了，無論是熱功率還是軸功率都極大，那么就當六邊形戰士沒毛病。選擇泵噴推進系統，既可以確保靜音航速，又可以確保最大航速。因此，這就是我們自己的相關裝備選擇泵噴作為推進系統的邏輯了。